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气体分离复合膜的聚丙烯腈支撑底膜的制备与表征

膜科学与技术 doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.02.009

采用相转化法,以聚丙烯腈聚合物为制膜材料,研究了聚合物的浓度、凝胶浴温度、挥发时间及各种添加剂对膜结构和性能的影响.采用扫描电子显微镜、凝胶渗透色谱等手段对底膜进行了表征.结果表明,采用增加聚合物的浓度、降低凝胶浴温度或加长挥发时间,以及在一定范围内增加添加剂H2O、ZnCl2和正丁醇含量等方法,都可以明显改变膜性能,使膜断面由大空腔结构趋向海绵孔结构.制备了具有海绵孔断面结构的,用作气体分离复合膜底膜的PAN超滤膜.

关键词: 聚丙烯腈 , 海绵孔 , 添加剂 , 膜制备 , 表征

过渡层对Pebax/PAN复合膜孔渗现象的影响研究

杜国栋 , 胡义 , 王连军 , 季鹏飞 , 李恕广 , 栗广勇 , 李杨

膜科学与技术 doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2017.02.007

选用聚丙烯腈(PAN)超滤膜作底膜,以乙醇/水混合液作为Pebax的溶剂,采用浸渍涂层(dip coating)的方法制备Pebax/PAN复合膜.发现直接在PAN底膜上涂覆Pebax制备Pebax/PAN复合膜会导致涂层液的孔渗.本文借助理论模型分析孔渗深度对Pebax/PAN复合膜渗透速率的影响.研究表明,微小的孔渗深度也会对复合膜的整体气体渗透速率造成显著的影响.引入氨基硅氧烷与PDMS共混过渡层来解决孔渗问题,结果证实,引入该过渡层后,Pebax/PAN复合膜的气体渗透速率明显提高,而CO2/N2选择性基本保持不变.

关键词: Pebax , 复合膜 , 孔渗 , 过渡层

可凝性气体在聚合物膜中的“非常规”渗透行为

刘丽 , 陈勇 , 李恕广 , 邓麦村

高分子材料科学与工程

可凝性气体分离如有机蒸气脱除与回收、气体脱湿等是近年来气体膜分离研究和应用的热点.与永久性气体相比,可凝性气体在聚合物膜中表现出一些”非常规”渗透行为.由于分子之间存在相互作用,聚合物膜中可凝性气体分子存在成簇迁移、聚合物溶胀和毛细管凝聚等现象.文中对这些渗透行为进行了总结和分析,并讨论了其对气体分离过程的影响.

关键词: 可凝性气体 , 聚合物膜 , 成簇 , 凝聚 , 溶胀

非对称复合膜支撑层阻力对水蒸气渗透影响的研究

刘丽 , 陈勇 , 李恕广 , 邓麦村

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2000.04.005

利用阻力模型,采用聚砜/硅橡胶非对称复合膜体系比较了支撑层阻力对氮气、氢气和水蒸气渗透性能的影响,发现支撑层阻力的存在大大降低了水蒸气的渗透速率,某些情况下支撑层阻力占总阻力的90%以上.同时,讨论了支撑层孔隙率、孔径、致密层厚度等膜结构参数对支撑层阻力及膜法脱湿过程的影响.

关键词: 水蒸气 , 渗透 , 非对称复合膜 , 支撑层阻力

6FDA型聚酰亚胺共聚物(6FDA-TMPDA/DABA)的合成及气体渗透性能测试

张鑫巍 , 范广宇 , 李恕广 , 邓麦村

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2002.02.002

合成了含有易交联极性基团-COOH的新型6FDA型聚酰亚胺共聚物(6FDA-TMPDA/DABA).6FDA(4,4'-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐)为二酐单体,TMPDA(2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺)和DABA(3,5-二氨基苯甲酸)为二胺单体.采用乌氏粘度计、DSC(差分扫描量热)和TGA(热重量分析)测定了共聚物的比浓粘度、Tg(玻璃化转变温度)和Td(热分解温度).比浓粘度均高于0.36,说明合成的聚合物有较大的分子量.Tg在DSC升温至400 ℃时测量不到,Td均在520 ℃以上,显示出合成的共聚物有很好的热稳定性.在30 ℃和101 325 Pa下测试了摩尔比为3∶1、9∶1(TMPDA∶DABA)共聚物的H2、CO2和N2的纯气渗透系数.结果显示两种共聚物均有很高的渗透系数和CO2/N2的理想分离系数.其中6FDA-TMPDA/DABA 9∶1体系的CO2纯气渗透系数达到1.125×10-13m3m/(m2*s*Pa).

关键词: 4,4'-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA) , 聚酰亚胺共聚物 , 膜 , 合成 , CO2

膜技术在加油站油气回收过程的应用

王连军 , 马艳勋 , 张鑫巍 , 李恕广 , 杜国栋

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2007.03.020

介绍了高分子膜技术在加油站挥发油气回收过程的应用原理.同时对该技术在国内外的发展动态进行了介绍,并结合现场工业化试验装置的运行数据,对膜技术油气过程的工艺特点、性能指标、经济效益等进行了研究分析.结果表明:同其他传统技术相比,膜技术具有环保、高效、占地小、易用等优点,使膜技术应用于加油站的油气回收过程具有较大的技术优势.

关键词: 膜技术 , 油气回收 , 加油站 , 汽油

浸入凝胶法聚合物膜形成机理的研究现状

李战胜 , 李恕广 , 江成璋

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2002.02.008

从热力学、传质动力学、相分离机制和固化过程几方面综述了浸入凝胶过程中聚合物膜形成机理的研究现状.指出浸入凝胶成膜过程是传质交换和由传质交换引发的相分离以及其后的固化过程之间相互竞争的复杂非平衡过程,膜结构是上述几个过程竞争的结果.

关键词: 聚合物膜 , 形成机理 , 浸入凝胶

气体分离复合膜制备中材料匹配和孔渗现象的研究

马艳勋 , 任吉中 , 李恕广

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2001.01.008

介绍了气体分离复合膜的基本构型、制备方法及近期的发展.阐述了制备气体分离复合膜时遇到的两个问题：材料匹配和孔渗现象.模拟计算了孔渗对复合膜分离性能的影响，并对如何防止孔渗现象的发生进行了讨论.

关键词: 复合膜 , 材料匹配 , 孔渗

PES制膜体系亚层形成机理的研究

王连军 , 李恕广 , 江成璋

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2001.01.002

在Strathmann等人[1]提出的诱导期概念的基础上，对PES制膜体系的亚层形成机理进行研究，进一步阐明：成膜过程中由于诱导期的影响使后生成的核比先生成的核的生长滞后，从而导致核的生长存在“先核生长优势”，并采用两步分相[2～4]、控速凝胶等实验方法对PES制膜体系成膜过程中的凝胶行为进行研究，从非溶剂进入膜液的角度，借助提出的先核生长优势概念对成膜结构做出解释.

关键词: PES , 两步分相 , 控速凝胶 , 先核生长优势

PES制膜体系凝胶时间的研究

王连军 , 李恕广 , 江成璋

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2001.03.004

提出了拉伸逼近法对PES-NMP制膜体系凝胶时间的定量研究.考察了铸膜液条件、凝胶条件对凝胶时间的影响.研究发现,成膜过程中的凝胶时间随膜液高分子浓度的增加而增加;随膜液中非溶剂含量的增加而减少;随凝胶液中的溶剂含量增加而增大,并且这种增长在一定范围内出现突跃.这种突跃表明膜液的凝胶过程不仅受传质交换速率控制还可能受其他因素影响.与延迟分相时间的比较实验揭示了:无论对延迟分相体系或是对瞬间分相体系,成膜过程中的凝胶时间远大于延迟分相时间.说明膜结构不仅取决于分相动力学,也取决于凝胶动力学.

关键词: 凝胶时间 , 邻近比 , 邻近凝胶比 , 临界凝胶点 , 聚醚砜(PES)

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